引言:随着人们生活水平不断提高空调早已成为人们日常工作和生活的必需品,全面建设空调自动控制系统,不仅节能环保还能有效解决传统工厂企业温控部门人力资源浪费的弊端。因此,必须根据实际情况对空调自控系统合理设计与实现,从而将传统手控模式全面转为自动化系统操作。
1.空调自控系统设计
1.1整体空调系统设计方案
以某市休闲建筑空调自控系统设计工程为例,该园区拥有14000㎡建筑面积,普通建筑楼层为9层(地下1层),属于集健身、参与、住宿休闲为一体的高档服务性建筑。此次工程设计包括对园区电梯系统、给排水、变配电、照明、换热站、冷冻站等场所的温度控制与监测。将主体系统设计为BA-5000型其中主要包括控制仪表(执行器和传感器)、控制器(DDC)以及中央监控机等。软件控制系统结构以B/S为主C/S结构为辅,为方便远程系统管理及多用户操作对客户端系统操作浏览器并不加以限制。本文主要对空调机组、新风机组、冷冻站及换热站中监控系统设计与实现分析研究。
1.2空调机组监控系统设计
空调设备湿度和温度主要由空调机组来控制,本次项目根据实际情况分析只需采用1台空调机组即可。其中主要设计及功能包括:对新风和正常送风参数与温度的监控,从而将空气焓值准确计算。合理配置压差开关(送风机和回风机)和过滤网,并对其整体运行状态实施全面监控。通过设置防冻开关(盘管)对空气湿度实施全面监控,避免盘管因气温过低而出现损坏。通过对冷热水管的温度控制阀门进行调节,控制送风温度使其始终保持在标准范围之内。根据实际要求对风机开启和关闭加以控制。对新回风焓值分析并合理调节,可以降低整体系统能耗,整体监控系统设计如图1所示。
图 1 空调机组监控系统设计图
在整体监控系统中以节点模块作为设计组件来构建DDC控制器,全部模块节点包括:主模块与输入数字模块各一块;热电阻与继电器模块各两块。因空调机组需要4点DO、6点DI、4点AO和6点AI,而主模块中的DI却不足6点,故而安装了5020A-1、5021A、5004B等一系列辅助模块,从而使空调机组满足系统控制需求。
1.3新风机组监控系统设计
新风机组与空调机组的作用大致相同,其主要作用也是对相关设备的温湿度的整体控制。根据实际情况分析,本次项目共需要14台新风机组。其中主要设计及功能与空调机组基本一致。整体监控系统设计如图2所示。
图 2 新风机组监控系统设计图
14台新风机组共有42点DO、56点DI、14点AO、28点AI,其中DO、DI、AO、AI必须满足相关点数需求。除此之外,还包括14块输出继电器模块(电与模块之间通过继电器作用来隔离)[1]。
1.4冷冻站监控系统设计
冷冻站控制系统主要包括膨胀水箱、冷却泵、冷冻泵以及冷却塔。本次系统设计主要以保障机电相关设备安全运行以及最大限度节省设备能耗为主,其中主要设计及功能包括:对冷却塔风机、冷却泵、冷冻泵、冷水机组的日常工作运行状态全面监控,如其运行期间发生设备异常情况则启动自动报警系统;按照相关启停冷冻标准实施对冷水机组、冷却塔以及冷却泵的启停全面自动控制,其中主要控制各个阀门的开合度。通过自动控制水流开关来监测整体系统水流运行状态。通过控制冷水设备流量、压力和水温来实施全面系统监测。根据冷冻水温及流量状态准确计算整体建筑区域所能承受的冷负荷,实时调节冷水机运行频率从而将相关设备运行效率有效提升最大限度节约能源。根据冷水设备系统中的供水温度计回水温度情况控制旁通阀门,从而全面控制管网压差将水压始终控制在标准范围之内。根据回水温度和供水温度来控制旁通阀日常运行中的开启和关闭,实现冷却塔风机自动控制从而在有效节约能源的前提下满足相关项目要求。合理将液压开关设置在膨胀水箱上端,使其能够在中控室全面控制和监测液位从而实现水液位过低时自动将补水阀开启,而液位达到标准后自动将补水阀关闭。
整体DDC控制器点位包括49点DO、32点DI、1点AO以及6点AI,故而采用模块节点为1块神经元芯(HW-BA5003),3块数字输出模块、输入模块(符合DI点数的12×3型),6块通用输出继电器(电与模块之间通过继电器作用来隔离)。
1.5换热站监控系统设计
本次换热站系统可通过该园区与城市供水单位供暖水的交换作为空调取暖供应水源,其中主要设计及功能包括:在两次管路换热器上合理配置传感器来控制和测量供水温度。通过调节一次进水时的换热器阀门来控制水流在二次出水时,其温度始终保持在标准范围之内。在全部水泵上配置水流控制阀门对水泵整体运行状态全面监视,并将设备运行信息及参数全面记录,计算设备运行时间对系统各种设备运行使用频率加以控制和调节,配备专业维修人员进行定期设备保养和维护。除此之外,还需配备流量计来全面检测水流量。
整体DDC控制器点位包括2点DO、4点DI、2点AO以及5点AI,故而采用模块节点为1块神经元芯(HW-BA5003),1块通用输出继电器(电与模块之间通过继电器作用来隔离)[2]。
2.空调自控系统的实现
管理人员可在中控室通过计算机系统界面登录实施全面系统控制,并按照相关设计命令来逐步设计登录密码和相关操作权限。其中系统平台主要运用C系列语言编程制作,在设备开启和关闭操作中可通过浏览器操作系统执行。因PID具有极强的准确性、稳定性和快速性,故而采用该算法作为整体技术支持,同时还需将PID控制参数合理调节,使其在稳定系统的前提下保持系统抗扰性和带载能力,从而对DDC实现更加方便、有效控制。
控制系统中包括输入输出接口、执行机构、变送器、传感器以及控制器。控制器相关的输出通常需要通过执行机构及输出接口执行再将其配置在被控系统上。控制系统中所包含的被控量需经过变送器和传感器连接输入接口再输送至控制器,各种不同控制系统之间其执行结构、变送器和传感器也各不相同,DDC可通过系统平台控制全部执行器。当发生紧急事件时系统则会发送相关警报提示,警报信息将在平台事件栏窗口弹出,以红色、黄色、绿色三种圆圈符号显示报警状态,其中红色表示系统报警属于必须处理的紧急事件,黄色表示普通警告属于轻微事故可缓期处理,绿色自控系统一切正常。可通过系统提示信息按步骤操作,从而真正做到空调自控系统的实现。
结论:综上所述,信息化技术水平不断进步为实现智能化空调自控系统提供有力帮助,大部分空调设备因其自身结构相对复杂对安装条件要求极高。因此,必须将空调本身空间调节功能及自控利用率与现代信息技术相结合,避免资源浪费提升企业经济效益,从而真正实现自动化空调系统控制与实现。
参考文献:
[1]安志聪. 电子工业洁净厂房净化空调自控系统设计[J]. 建筑电气,2021,40(09):47-53.
[2]赵烨,黄钰. 临时传染病医院空调自控系统设计经验分享[J]. 智能建筑,2020,(09):63-65.